Thư viện tri thức trực tuyến
Kho tài liệu với 50,000+ tài liệu học thuật
© 2023 Siêu thị PDF - Kho tài liệu học thuật hàng đầu Việt Nam

Thiết kế và chế tạo bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời :Khóa luận tốt nghiệp Khoa Công nghệ Điện
Nội dung xem thử
Mô tả chi tiết
KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN
KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM
NĂNG LƯỢNG MẶT TRỜI
GVHD : TS. BẠCH THANH QUÝ
SINH VIÊN : NGÔ MẠNH HÙNG
MSSV : 15018091
Lớp : DHDI11BTT
TP. Hồ Chí Minh, tháng 6 năm 2019
Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
SVTH: Ngô Mạnh Hùng
i
PHIẾU GIAO ĐỀ TÀI KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP
1. Họ và tên nhóm sinh viên được giao đề tài
Ngô Mạnh Hùng MSSV: 15018091
2. Tên đề tài
THIẾT KẾ VÀ CHẾ TẠO BỘ THÍ NGHIỆM NĂNG LƯỢNG
MẶT TRỜI
3. Nội dung
- Tìm hiểu về năng lượng mặt trời.
- Thiết kế và xây dựng bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời, thể hiện một số đặc
tính cơ bản của hệ thống năng lượng mặt trời.
- Ứng dụng kỹ thuật in 3D vào quá trình thực hiện bộ thí nghiệm năng lượng
mặt trời và xây dựng các bài thí nghiệm.
- Ứng dụng kỹ thuật cnc và in kỹ thuật số trong quá trình chế tạo bộ thí nghiệm
năng lượng mặt trời.
- Thực hiện một số bài thí nghiệm về năng lượng mặt trời.
4. Kết quả
- Hoàn thành quyển báo cáo Khóa luận tốt nghiệp và thực hiện các bài thí
nghiệm.
- Xây dựng mô hình thí nghiệm năng lượng mặt trời.
- Hoàn thành các bài thí nghiệm.
Giảng viên hướng dẫn
TS. Bạch Thanh Quý
Tp. HCM, ngày tháng 06 năm 2019
Sinh viên
Ngô Mạnh Hùng
Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
SVTH: Ngô Mạnh Hùng
ii
LỜI MỞ ĐẦU
Nhu cầu về năng lượng của con người trong thời đại Khoa học-Kỹ thuật phát
triển ngày càng tăng. Trong khi đó, các nguồn nguyên liệu dự trữ như than đá, dầu mỏ,
khí thiên nhiên và ngay cả thủy điện đều có nguy cơ cạn kiệt, điều đó khiến cho toàn
nhân loại đang đứng trước nguy cơ bị thiếu hụt năng lượng. Việc tìm kiếm và khai
thác các nguồn năng lượng mới như năng lượng hạt nhân, năng lương địa nhiệt, năng
lượng gió và năng lượng mặt trời là một hướng đi quan trọng trong việc phát triển một
nguồn năng lượng thay thế về sau này.
Việc nghiên cứu sử dụng năng lượng mặt trời ngày càng được quan tâm, nhất là
trong tình trạng thiếu hụt năng lượng và giải quyết vấn đề cấp bách về môi trường hiện
nay. Năng lượng mặt trời được xem là nguồn năng lượng ưu việt trong tương lai, đó là
nguồn năng lượng có sẵn, siêu sạch và thân thiện với môi trường. Do vậy năng lượng
mặt trời đang được sử dụng ngày càng rộng rãi ở các nước trên thế giới.
Dựa trên cơ sở đó, để tìm hiểu rõ hơn về quá trình sản xuất điện năng và ứng
dụng của năng lượng mặt trời, em lựa chọn đề tài nghiên cứu bộ thí nghiệm năng
lượng mặt trời. Đề tài nghiên cứu về quá trình sản xuất điện năng từ ánh sáng mặt trời
và các ảnh hưởng bên ngoài tác động tới quá trình.
Trong quá trình thực hiện báo cáo tốt nghiệp, em đã củng cố được những kiến
thức đã được học và tiếp thu một số kiến thức và kinh nghiệm mới về một nguồn năng
lượng mới. Trên tất cả là em đã được học và rèn luyện được phương pháp làm việc,
nghiên cứu một cách chủ động hơn, linh hoạt hơn và đặc biệt là phương pháp triển
khai công việc. Quá trình làm báo cáo đã giúp em hoàn thiện hơn về mọi mặt.
Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
SVTH: Ngô Mạnh Hùng
iii
LỜI CẢM ƠN
Sau thời gian học tập và nghiên cứu chuyên ngành Kỹ thuật điện tại Khoa Công
Nghệ Điện-Trường Đại học Công Nghiệp TP Hồ Chí Minh, được sự hướng dẫn và dạy
dỗ nhiệt tình của các thầy cô trong khoa em đã hoàn thành tốt khóa luận tốt nghiệp của
mình.
Đặc biệt em xin gửi lời cám ơn tới giảng viên hướng dẫn TS.Bạch Thanh Quý
người đã trực tiếp hướng dẫn và giúp đỡ tận tình em hoàn thành bài luận văn này. Em
cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô trong khoa Điện đã giúp đỡ và tạo điều kiện
thuận lợi nhất cho em hoàn thành quyển báo cáo tốt nghiệp này.
Trong suốt quá trình làm đồ án, em đã cố gắng học hỏi tìm hiểu đề hoàn thành
đề tài một cách tốt nhất, nhưng do kiến thức còn hạn chế nên bài làm của em sẽ không
tránh khỏi những thiếu sót. Do vậy em kính mong nhận được sự đóng góp ý kiến của
các thầy cô và các bạn để em có thể hoàn thiện đề tài của mình.
Được sự giúp đỡ và hướng dẫn của thầy cô trong bộ môn Thiết bị điện khoa
Điện. Đặc biệt là sự hướng dẫn giúp đỡ và đóng góp của thầy Bạch Thanh Quý, trong
quá trình làm báo cáo tốt nghiệp đã giúp em hoàn thành được báo cáo với đề tài.
Em xin chân thành cảm ơn!
Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
SVTH: Ngô Mạnh Hùng
iv
NHẬN XÉT CỦA GVHD
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
..............................................................................................................................................
Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
SVTH: Ngô Mạnh Hùng
v
NHẬN XÉT CỦA GV PHẢN BIỆN
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
...............................................................................................................................................
Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
SVTH: Ngô Mạnh Hùng
vi
MỤC LỤC
PHIẾU GIAO ĐỀ KHOÁ LUẬN TỐT NGHIỆP......................................................i
LỜI MỞ ĐẦU ...........................................................................................................ii
LỜI CẢM ƠN.......................................................................................................... iii
NHẬN XÉT CỦA GVHD........................................................................................iv
NHẬN XÉT CỦA GV PHẢN BIỆN ........................................................................v
MỤC LỤC................................................................................................................vi
DANH MỤC HÌNH ẢNH, BẢNG BIỂU ............................................................. viii
Chương 1: Tổng quan về năng lượng mặt trời ..........................................................1
1.1 Quang phổ mặt trời.......................................................................................1
1.1.1 Tỷ trọng khí quyển - Air Mass Ratio ......................................................3
1.2 Quỹ đạo của Trái Đất....................................................................................4
1.2.1 Thiên độ δ - Solar Declination ................................................................5
1.2.2 Góc cao độ và góc phương vị..................................................................7
1.2.3 Góc cao độ β và góc phương vị ϕs..........................................................8
1.3 Số giờ nắng trong năm..................................................................................9
1.3.1 Giờ mặt trời và giờ địa phương ...............................................................9
1.4 Bức xạ mặt trời ...........................................................................................10
1.4.1 Cường độ bức xạ trực tiếp.....................................................................11
1.5 Hệ thống trục xoay......................................................................................14
1.5.1 Hệ thống 1 trục xoay .............................................................................14
1.5.2 Hệ thống 2 trục xoay .............................................................................15
Chương 2: Pin quang điện .......................................................................................16
2.1 Tế bào quang điện.......................................................................................16
2.1.1 Vật liệu ..................................................................................................16
2.1.2 Đặc tính làm việc của pin mặt trời ........................................................22
2.1.3 Những yếu tố bên ngoài ảnh hưởng tới pin mặt trời .............................23
2.2 Cell, Module, Array....................................................................................24
2.3 Hệ thống PV................................................................................................28
2.3.1 Đặc tính I – V cho tải trở.......................................................................29
Khóa luận tốt nghiệp GVHD: TS. Bạch Thanh Quý
SVTH: Ngô Mạnh Hùng
vii
2.3.2 Đặc tính cho tải động cơ DC.................................................................30
2.3.3 Hệ thống PV độc lập .............................................................................32
2.3.4 Một số hệ thống SPV.............................................................................34
2.4 Ảnh hưởng của hiệu ứng bóng che .............................................................35
2.4.1 Ảnh hưởng của hiệu ứng bóng che lên hệ thống PV.............................35
2.4.2 Dùng điốt bypass làm giảm ảnh hưởng của hiệu ứng bóng che............38
Chương 3: Bộ thí nghiệm năng lượng mặt trời .......................................................41
3.1 Giới thiệu về bộ thí nghiệm ...........................................................................41
3.1.1 Bản đế tựa ..............................................................................................42
3.1.2. Solar cell unit.........................................................................................42
3.1.3 Bộ tải 1...................................................................................................43
3.1.4 Bộ Tải 2 .................................................................................................44
3.1.5 Nguồn bức xạ.........................................................................................45
3.1.6 Dây nguồn .............................................................................................46
3.1.7 Tấm che bóng ........................................................................................46
3.1.8 Đồng hồ đo ............................................................................................47
3.1.9 Cáp kết nối.............................................................................................47
Chương 4: Tiến hành thí nghiệm.............................................................................48
Thí nghiệm 1: Thí nghiệm kiểm tra sự chuyển đổi năng lượng của tấm pin.......48
Thí nghiệm 2: Đo điện áp không tải của tấm pin Mặt trời khi bị bóng che.........49
Thí nghiệm 3: Đo dòng điện ngắn mạch của tấm pin Mặt trời khi bị bóng che ..51
Thí nghiệm 4: Giá trị dòng ngắn mạch với góc nghiêng khác nhau....................53
Thí nghiệm 5: Đo các giá trị của tấm pin mắc nối tiếp khi có bóng che .............55
Thí nghiệm 6: Đo các giá trị của tấm pin mắc song song khi có bóng che .........58
Thí nghiệm 7: Đo dòng điện và điện áp của hệ thống với tải điện trở ................61
Thí nghiệm 8: Đo điểm công suất cực đại của hệ thống pin mặt trời..................63
Thí nghiệm 9: Đo dòng điện ngắn mạch với các góc bức xạ khác nhau .............65
TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................67
LỜI KẾT ...............................................................................................................68